Эксперты



Лазероподобные фотоны приблизили реализацию квантового «Интернета»

20 марта
0

Реализация квантовых сетей является одной из основных задач современной физики. Новое исследование, проведенное в этой области, показало, как может осуществляться генерирование высококачественных фотонов на «твердотельных» чипах, что приближает воплощение квантового «Интернета» в реальность.

Количество транзисторов в микропроцессорах продолжает удваиваться каждые два года, удивительным образом придерживаясь прогноза, сделанного почти 50 лет назад одним из основателей компании Intel Гордоном Муром. Если эта тенденция продолжится, то за счет изучения в ближайшее десятилетие концептуальных и технических достижений, предполагающих использование в микрочипах возможностей квантовой механики. Разработка широкой квантовой сети – одно из перспективных направлений, в котором сегодня следуют многие ученые.

Лазероподобные фотоны приблизили реализацию квантового «Интернета»
— Лазероподобные фотоны приблизили реализацию квантового «Интернета»

Сейчас изучается множество твердотельных систем, рассматриваемых в качестве кандидатов в квантовые биты информации (кубиты), а также ряд подходов к протоколам квантовых вычислений; исследователи ведут своего рода гонку с целью выявить оптимальное сочетание первых и вторых. Одним из кандидатов в кубиты является квантовая точка, которая состоит из встроенных в чип полупроводниковых кристаллов и может контролироваться электрооптическим способом.

Неотъемлемой частью квантовых сетей (летающими кубитами) станут отдельные фотоны. Во-первых, они быстро и надежно переносят информацию на большие расстояния, а во-вторых, могут принимать участие в квантовых логических операциях, при условии, что все участвующие фотоны идентичны.

К сожалению, качество фотонов, генерируемых твердотельными кубитами (в том числе квантовыми точками), может быть низким из-за механизмов декогеренции в материалах. Если каждый испущенный фотон отличается от других, это создает крупное препятствие на пути разработки квантовых фотонных сетей.

Но теперь исследователи из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета (Великобритания) применили инновационную методику генерирования из твердотельных устройств фотонов с настроенными свойствами, идентичных по качеству лазерам. Сообщение об их работе появилось в журнале Nature Communications.

В качестве источника фотонов ученые использовали полупроводниковый диод Шоттки, содержащий квантовые точки с индивидуальным доступом. Генерирование отдельных фотонов обеспечивается за счет резонансной флуоресценции – методики, впервые продемонстрированной той же исследовательской группой. По словам ученых, новое исследование добавило в арсенал твердотельной квантовой фотоники концепции формирования и генерирования когерентных фотонов, что важно для развития квантовых сетей будущего.


Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.


    © 2000–2018 shema.ru
    info@shema.ru
    При использовании материалов сайта прямая ссылка на сайт www.shema.ru обязательна.
    Создание сайта - студия 99Web.ru
    0.7295 s
    Ramblers Top100